你的浏览器版本过低,可能导致网站不能正常访问!
为了你能正常使用网站功能,请使用这些浏览器。

【STM32电机培训】——1、实验电机参数测量及极数对解疑

[复制链接]
七哥 发布时间:2018-9-5 01:31
本帖最后由 toofree 于 2018-9-5 01:34 编辑
  y$ q* x# @" X0 O5 A3 A, V9 J
% f" A3 a  H6 c% f3 s, Z   下载并安装X-CUBE-MCSDK_v5.0.3或X-CUBE-MCSDK_5.2.0.exe后,安装成功后会有两个应用程序“MotorControl Workbench 5.0.3”和“Motor Profiler 5.0.3”。电机参数测量需要使用“Motor Profiler 5.0.3”。# q* k; i( l* ?0 w. Q: f) `0 `, c8 t
  当然两个版本都安装了,对比着用。
9 K  w& V( O/ t" K8 U 傲游截图20180905003028.jpg ! r' u3 o5 N& O8 g: I+ j
' l9 y6 O7 `- ?$ F3 b+ r% a7 E
( g% S# P- P$ N! U; D
  本实验需要的其它软件“STM32 ST-LINK Utility”,自然是必须早已安装了。( Q4 r  m' a6 W/ a9 Z- k' ~+ e/ x
傲游截图20180905003546.jpg + [  G& o# f, u- @8 H) l9 W0 b% g# M

$ \% N- @5 w* ~7 a, ?! ?5 g, x( \8 z) t6 A% o! w1 ]! }/ m4 @1 l

) b2 x3 @4 l+ l% r  实验使用的为P-NUCLEO-IHM002套件,包含了NUCLEO-F302R8、X-NUCLEO-IHM07M1、BR204-1700KV-1、12V电源适配器。
" G, F9 ^" ^8 L% t 傲游截图20180905003353.jpg
. Y* a! A; m+ d3 b& o( o- P, v/ G1 ~. Y
  连接电机、电源适配器、通过USB线将Nucleo板载集成ST-Link/V2连接实验用计算机,给12V电源适配器通电,整个系统上电。5 K) k! q" [8 k2 K1 S- X
微信图片_20180905005153.jpg 7 b0 H: b1 F( q0 g6 F
& I, I1 d. F, O3 e; `9 `* T
  打开“Motor Profiler”软件,“选择板卡”+ V; O0 u5 B  j3 N) Z% e
傲游截图20180904005755.jpg 2 m- S7 j& G, L9 N+ k1 D) K* P" z. U4 T1 P
6 f' g7 Z- {# I0 Y! I
  双击选择对应板卡套件,则本页面自动关闭
0 d+ ]: _8 V) w" q! L 傲游截图20180904005811.jpg 0 w% [7 R7 u" p1 g: i$ F% P3 l

# J9 j8 _4 G& v6 h  在主页面可以看到板卡预览图,右面设置好参数,计算机通过连接板卡。: Y6 I  |( B; [* I0 J5 Z& I
  (至于这里的极对数为什么是7这个疑问,我也一直不明白,直到今晚终于找到资料,在后面解释。)5 [8 m0 T' B1 h2 k/ f. Z. S
傲游截图20180904005843.jpg
" x4 ]" j( D7 a* B9 V. ]
% e: c- \+ h9 }  第一次用“Motor Profiler”软件连接,板上没有电机参数测量固件,需要自动更新固件5 r% R6 z% f% L, T
傲游截图20180904005914.jpg
* ?1 U( S# U. Q
. ~, r4 A2 D% I! _9 E' w& B  固件成功更新
2 A9 I( e4 i; k! H3 @& R 傲游截图20180904005921.jpg
# d3 Z( W8 R  J& \7 A9 p( T* x+ {
  点“Start”,开始电机参数测量实验1 [  B1 a  |/ V9 m
傲游截图20180904005943.jpg : i" X; }5 U' w/ g3 Q% W

8 i* G7 i1 h* I0 i$ G  e: i: t; p) K1 K  在第一次尝试测量参数,没有成功,接着会自动再次尝试* c8 l. c* q8 f( D2 ~* w' ~/ |; j
傲游截图20180904005059.jpg $ I& j. U: C1 l% B
; X- |' s# e6 l0 J
  第二次尝试测量成功3 l! D9 W$ ~( ^- ^9 S% Q( c
傲游截图20180904005225.jpg
9 l5 S) k1 F, c4 A4 m$ Z3 e
3 |3 ]- d* @+ o  测试几次,发现测量结果参数Rs、Ls、Imax、Ke每次都不一样,会有细微变化/ k& Q7 L* u- @  G% {0 M8 N
傲游截图20180904010023.jpg
: ?, ?' K$ M$ J( m* }
, D% J1 ]6 ?+ e$ C8 r  这是后来再次测量的结果,对比前一图,有变化
, e' S" ?5 P$ y3 t9 D% H 傲游截图20180904233801.jpg 4 ~3 o6 e4 j9 d, s& i
+ @4 z2 A* o3 s5 `& W! i! k' K8 h
  “Save”保存测量工程(不知道叫什么,姑且就叫测量工程吧)。% F" @4 P9 b2 a. `' w5 g
傲游截图20180904010045.jpg
  i. p7 L; j" p
( K. v% p8 z; e. \/ i( F! D  “Play”演示电机转速控制调节,“Start”开始演示/ ~9 G. _2 r( n" t( B( N! J0 i
傲游截图20180904010055.jpg 7 _9 S6 {+ o4 |  s

3 b( [3 C* z( o4 ]1 u6 M  拖动三角滑块,调节不同转速,及转动方向# G; [& l$ T4 u
傲游截图20180904010110.jpg $ A; e5 m5 C5 j8 O4 l. U! |% Y: [+ j7 n+ [
8 \6 x  ]7 B/ Q' Z" S
  调节转速/ b$ O7 S+ l" {  D% Q$ p
傲游截图20180904010123.jpg * u1 w) G" u% B

) a& }- h: J( v8 J/ @  p, m5 X  调节方向6 Z% P: Y% o* p$ t
傲游截图20180904010142.jpg 0 R  G+ l  E% ]/ }- `9 s& W

7 J) y+ t% q+ R8 `$ c# B. Z2 ^  测试最小转速。电机可调节的正反最低转速都在750左右,太低则电机会停止运行。/ N/ [: r9 V3 m* ~4 D4 V
傲游截图20180904010325.jpg
) S5 y$ o; X; r0 R8 D0 s1 P' \# P; Z7 @. }/ h, z1 Q
  测量结束,关闭软件。要关闭软件时例行公事的弹出,提示会丢失没有保存的数据,不予理会或保存一次都可以。
8 m; x# ?2 |7 E  [* Y0 z* W) W 傲游截图20180904010336.jpg
" ~9 X1 d" Z4 q5 l1 @3 U( Q: `  j  n' C7 r9 {4 |5 q3 A
9 }) ~1 [' O) r
  关于极对数为什么是7,这个百撕不得其姐,也不得其妹。终于今晚在“知乎”上查到根据,原理讲的很不错。+ J0 |$ A4 x4 A2 q9 I( t
) U: L2 j3 U  o; G5 @
原贴链接附上:http://www.zhihu.com/question/53893449
6 ?1 o2 N7 A+ b' j7 ?$ P, a
8 f: i* a( x2 i, x1.定转子极对数问题# w) J; e' G. e. N. Z1 e. m
5 L9 {* f; B5 q4 @9 @9 `
  实际运行中,定子通电产生的磁极数和转子的磁极数可以不相等。航模电机工作时时其实有点类似于永磁式步进电机,两者也是不相等的。至于为什么设计成槽数和永磁体的磁极数不成倍数关系,是为了减小齿槽转矩,减小转矩脉动。齿槽转矩也就是我们用手拨动电机转子的时候,那种一顿一顿的感觉。以12N14P的XXD2212电机为例,采用两两导通的通电方式运行,其六种通电状态如下图所示:
2 y! _2 C8 M% {5 I2 Y4 E6 E  s5 H/ D" G6 z5 p$ m

# N' s* k; P- e  t4 E4 ^3 E AB.jpg 6 ~  X. T+ u3 I1 d: n6 }- t
0 j' W" j& A/ J3 j
AC.jpg
0 O$ Q) F1 U. p' ]" k! K3 Z$ G3 y. b
BA.jpg
, v$ ^" i6 O7 y) `7 q: W+ K4 t( T8 B9 w  `# s
BC.jpg
7 M& j/ ^% o1 e. P7 G' ~9 B; N+ }' L7 k) \# V* Q; g# F) q
CA.jpg ; R. c$ K1 u" G2 Z
. M- m3 {# H2 ~# o& l
CB.jpg
$ I1 G5 A5 h, y( d8 Y- T. b* V  f$ O# V
. x- [7 V# y* u7 ?7 o3 b; ~! ^5 k
  可以看到,每一种通电状态,转子的永磁能够找到与定子磁场对齐的位置。且能够产生持续的同方向的转矩。即使转子磁极数和定子磁极数不等,电机也可以稳定运行。
2 A: o' w" n7 q- O! K1 A  V3 |
2 }+ E( r/ N+ C) Q' {, a! i) }2.BLDC转速问题; O1 `, s& l1 D: v" H
$ z9 W- N% C9 s, I4 B- x* F
  我们用的航模电机都是带有ESC的,这两个组合在一起的话,就组成了一个自控式变频系统。你所说的电压越高,电机转速越高,你是站在两者组合的角度来讲的。一般的ESC(非FOC电调),一般采用检测反电动的过零点来进行电机换向,电压越高,电机的转速就会越高,那么ESC的换向频率也会随之提高,也就是同步转速也随着提高。
& u7 a! z% t9 H# r+ F; L
6 z. e9 a6 a1 X1 |" d8 V  同步转速=频率/极对数 ,这个公式对无刷直流电机(BLDC) 适用吗?; A: n' L& [, ^+ y" L
8 ?. g6 ?# K- R% D! y: N$ N
  整个过程中,同步转速=频率/极对数 这一个式子是始终成立的,电压越高,ESC的换向频率也会越高。7 D: j$ L5 p# U( Q  c- w  _. L6 d
. z8 f+ u* e8 l& E9 g7 H# _9 N
  频率指的就是方波换向的频率吗?
4 a# U3 o) k) P% e
; ]8 X; }; i- d! P( t' H  同步频率跟方波换向频率差一个系数关系,跟驱动方式有关。普通的两两导通驱动方式,一个周期存在AB-AC-BC-BA-CA-CB六种导通状态,所以 同步频率 = 方波换向频率/6
, }$ O. L6 g& `3 q! X  K1 I  S* e- f! C& i: r7 ^8 Z
  极对数是指定子的还是转子的呢?
1 p! G7 ?  p, b# W: \8 ]
9 @8 K9 j, ]- K& ]  同步转速=频率/极对数
,这里的极对数按照永磁体极对数算。  X) f! G- C* ^- N

" p, p' Q* M5 i/ R0 ]" P' M1 ~  对照我们的“奔牛”无刷电机BR204-1700KV-1,为了数的清楚一点,卸掉螺丝。
3 a6 J- E+ t4 g, X 微信图片_20180905005200.jpg
' Y* y2 D1 _  [. w# P6 g8 v! O4 _
5 a4 R9 J7 n! e( J# D7 F  可以看到,里面的定子线圈一共有12个磁极,共6对;而外面的转子永磁体有14个磁极,共7对。那么极数对自然也就是7喽。
: m' h' h3 o5 W, k
' Y: V8 O5 C' b' W) ?* ^$ i, Q
  定子磁极切换的频率,除以7个极数对,就是转子转动的速度,RPM为每分钟转数。
0 s$ e+ j3 E( Q( M' H  其实这也不难理解。因为定子线圈变化了6次磁极,为一圈,相应转子也需要跟随6次,可是转子的磁极为7,那么就自然就少了一次。也就是说,定子磁极转一圈,转子真实只能转七分之六圈。
4 B* e- z; O8 z* i5 u0 `  5 V1 g  |* H; u, J2 `' m& C. R4 G/ ?4 Y
  本着拿来主义、实用主义的态度,用就是了,有时候有精力再慢慢研究无刷电机。
4 @. F5 X7 u* `0 V  看似小小的电机,里面大有文章,通过本实验及网上资料,只是了解了一点皮毛。
& _% l1 N) A( T4 a1 f6 v

! b: d  r$ t' Z
+ S# N0 Q- m) w/ b# s9 N' Y# X* g8 P2 c3 R8 S1 W7 R) I3 ^& C
赞 1 收藏 4 评论4 发布时间:2018-9-5 01:31

举报

4个回答
子曰好人 回答时间:2018-9-5 09:23:41
文章很长,介绍了很多基础知识,码字辛苦了,点个赞
zero99 回答时间:2018-9-5 14:44:41
深夜更新,支持下
dbwu8280 回答时间:2018-9-11 14:29:43
学习了,必须赞!
李康1202 回答时间:2020-1-1 11:27:35
新年快乐
关于
我们是谁
投资者关系
意法半导体可持续发展举措
创新与技术
意法半导体官网
联系我们
联系ST分支机构
寻找销售人员和分销渠道
社区
媒体中心
活动与培训
隐私策略
隐私策略
Cookies管理
行使您的权利
官方最新发布
人形机器人运动控制、感知与智能配电
半导体创新技术与应用方向
EE架构与软件定义汽车
12V/48V 汽车智能配电(SPD)
区域控制单元(ZCU)与分区架构
关注我们
st-img 微信公众号
st-img 手机版